基于溫度特性高速列車車軸-軸承弛緩機理研究.pdf

1、隨著中國高速鐵路的蓬勃發(fā)展，高速列車已成為公眾出行的一種重要選擇，列車的安全問題就成為關(guān)系到公共安全的重要問題，而機車車軸-軸承弛緩是影響列車安全的一個重要因素，雖然國內(nèi)外眾多學(xué)者已經(jīng)意識到軸承弛緩所帶來的危害，但對弛緩問題的研究僅停留在開發(fā)監(jiān)測裝置、避免人為失誤層面，未從機理上對機車車軸-軸承弛緩現(xiàn)象進(jìn)行揭示，難以獲得從根本上抑制弛緩的措施，為此對高速列車車軸-軸承弛緩產(chǎn)生的機理進(jìn)行研究具有很強的理論及實際意義。
　　針對列車車

2、軸-軸承弛緩問題，從溫度角度來研究并揭示弛緩可能產(chǎn)生的機理，并提出預(yù)防措施。
　　基于裝配單元不同材料的熱物理力學(xué)特性可能對弛緩產(chǎn)生的影響，使用Diamond TMA型熱機械分析儀對車軸-軸承各關(guān)鍵零部件材料的線膨脹系數(shù)進(jìn)行測定，擬合出車軸-軸承各關(guān)鍵零部件材料的線膨脹系數(shù)曲線，并獲得線膨脹系數(shù)與溫度的關(guān)系式，通過分析各種材料的線膨脹系數(shù)，從熱物理力學(xué)特性角度分析了在溫度升高的作用下存在弛緩的可能性;
　　基于軸承溫升的熱源

3、分析，根據(jù)列車車軸軸承的實際工況，確定了圓錐滾子軸承的載荷及邊界條件，結(jié)合ABAQUS有限元分析軟件對軸承進(jìn)行建模，按照列車速度為380km/h、350km/h、300km/h、250km/h、200km/h以及120km/h五種工況進(jìn)行分析計算，對比各工況下圓錐滾子軸承各零部件的溫度場，總結(jié)出不同列車速度下不同軸承部件的溫度場分布情況，得出裝配單元組件各自溫升差異:一定轉(zhuǎn)速下滾動體的溫升最高，軸承外圈次之，軸承內(nèi)圈最低;隨著列車速度的

4、提高，軸承各部件的溫度均逐漸升高，列車速度每提高100km/h，對軸承內(nèi)圈和外圈而言，溫度升高大約5℃，對滾動體而言，溫度升高大約28℃;
　　根據(jù)有限元仿真得出的軸承溫度分布情況，采用ABAQUS有限元分析對該溫度范圍內(nèi)的車軸、軸承內(nèi)圈進(jìn)行溫升與膨脹量匹配計算，得出不同溫升情況下車軸和軸承內(nèi)圈各自的膨脹量，進(jìn)而采用試驗方法，將車軸與軸承內(nèi)圈實物進(jìn)行溫升試驗，使用激光三角反射位移傳感器實時采集位移數(shù)據(jù)，得出溫升范圍內(nèi)的車軸和軸承內(nèi)